本文關(guān)鍵詞：基于LED擴(kuò)展光源的自由曲面透鏡設(shè)計研究

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【摘要】：作為新一代的綠色固體照明光源,LED憑借它尺寸小、壽命長、效率高等特點(diǎn)被迅速應(yīng)用于各種照明場合。由于LED朗伯分布的發(fā)光特性,LED照明應(yīng)用需要依靠對其進(jìn)行二次光學(xué)配光設(shè)計。依據(jù)光學(xué)擴(kuò)展量守恒定律和邊緣光線理論,針對理想點(diǎn)光源的自由曲面透鏡設(shè)計不斷的被提出與發(fā)展。本文對LED理想點(diǎn)光源進(jìn)行了均勻照度自由曲面透鏡和基于點(diǎn)光源的全反射自由曲面準(zhǔn)直透鏡的設(shè)計,可以達(dá)到良好的效果。然而,由于單顆LED的亮度低,不能直接代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源進(jìn)行照明,單顆LED光源的光學(xué)設(shè)計方法不能滿足LED集成化發(fā)展的需求。因此,本文對LED擴(kuò)展光源的自由曲面透鏡設(shè)計進(jìn)行了以下幾個方面的研究:1、基于LED擴(kuò)展光源均勻照度自由曲面透鏡的研究。從邊緣光線理論出發(fā),目標(biāo)接收面上的任何一點(diǎn)的能量都是由邊緣光線決定,研究了針對LED擴(kuò)展光源均勻照度的自由曲面透鏡設(shè)計方法。2、基于LED擴(kuò)展光源準(zhǔn)直透鏡的研究。通過介紹同步多曲面法的設(shè)計思路,對LED擴(kuò)展光源的收光系統(tǒng)進(jìn)行了研究。通過確定一定尺寸擴(kuò)展光源與一定尺寸目標(biāo)面的數(shù)值關(guān)系,應(yīng)用數(shù)理計算得到基于同步多曲面法的雙折射透鏡,實(shí)現(xiàn)LED擴(kuò)展光源的光束準(zhǔn)直。3、針對大功率COB光源進(jìn)行小角度出射光學(xué)系統(tǒng)的研究。通過研究光源準(zhǔn)直透鏡設(shè)計方法,提出了一種針對半徑為8.6mm的擴(kuò)展光源小角度出射的光學(xué)系統(tǒng)。它是利用復(fù)合拋物面將朗伯型發(fā)光的擴(kuò)展光源聚光到一定的角度,再利用同步多曲面法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)直設(shè)計。最后,基于以上擴(kuò)展光源的設(shè)計方法研究,設(shè)計了基于LED擴(kuò)展光源的路燈照明的透鏡。首先研究了針對理想點(diǎn)光源的網(wǎng)格劃分法設(shè)計思路,設(shè)計了基于點(diǎn)光源的路燈透鏡。在此基礎(chǔ)上,研究了反饋優(yōu)化算法,在擴(kuò)展光源路燈透鏡的目標(biāo)面照度值上添加了反饋系數(shù),重新帶入網(wǎng)格法的迭代運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)基于擴(kuò)展光源的路燈照明透鏡設(shè)計。
【學(xué)位授予單位】：中國計量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM923.34

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1275207